(57)【要約】【課題】道路の左右で路面状態が異なっているスプリット路でも、左右の車輪毎に個別の路面ミューを推定できるような路面摩擦係数の推定方法を提供する。【解決手段】左右の駆動輪ごとの車輪速度と車体速度との差分から左右の駆動輪それぞれのスリップ率を算出する。左右の駆動輪の平均値である車体速度を微分して車体加速度を算出する。横軸に車体加速度、縦軸に左右の駆動輪ごとのスリップ率をとり、車体加速度に対するスリップ率の勾配をスリップ比として求める。そして、スリップ比の勾配の大きさから左右の駆動輪それぞれの路面摩擦係数を推定する。スリップ比が第１の閾値より小さいときは高ミュー路と判定し、スリップ比が第１の閾値と第２の閾値の間にあるときは中ミュー路と判定し、スリップ比が第２の閾値より大きいときは低ミュー路と判定する。これによって、各駆動輪ごとに個別に路面ミューを推定することができる。【選択図】        図４
2005007972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四輪車両の走行時における路面の摩擦係数を推定する路面摩擦係数の推定方法であって、
前記四輪車両の車体速度を測定し、この車体速度を微分して車体加速度を算出する手順と、
前記左右駆動輪のそれぞれの車輪速度と前記車体速度との差分によって、前記左右駆動輪のそれぞれのスリップ率を算出する手順と、
前記車体加速度に対する前記それぞれのスリップ率の比率をスリップ比とし、これらのスリップ比の勾配の大きさから前記左右駆動輪のそれぞれの路面摩擦係数を推定する手順と
を含むことを特徴とする路面摩擦係数の推定方法。
【請求項２】
四輪車両の走行時における路面の摩擦係数を推定する路面摩擦係数の推定方法であって、
前記四輪車両の車体速を測定し、この車体速度を微分して車体加速度を算出する手順と、
前記右駆動輪速度と前記車体速度との差分によって右駆動輪スリップ率を算出すると共に、前記左駆動輪速度と前記車体速度との差分によって左駆動輪スリップ率を算出する手順と、
前記車体加速度に対する前記右駆動輪スリップ率の比率を右駆動輪スリップ比とすると共に、前記車体加速度に対する前記左駆動輪スリップ率の比率を左駆動輪スリップ比とし、前記右駆動輪スリップ比の勾配の大きさから右駆動輪の路面摩擦係数を推定し、前記左駆動輪スリップ比の勾配の大きさから左駆動輪の路面摩擦係数を推定する手順と、
を含むことを特徴とする路面摩擦係数の推定方法。
【請求項３】
前記右駆動輪速度をＶＲ、前記左駆動輪速度をＶＬ、前記車体速度をＶＶとしたとき、前記右駆動輪スリップ率ＳＰＲ及び前記左駆動輪スリップ率ＳＰＬは、
ＳＰＲ＝〔（ＶＲ−ＶＶ）／ＶＶ〕
ＳＰＬ＝〔（ＶＬ−ＶＶ）／ＶＶ〕
によって求められ、
前記車体加速度をＧとしたとき、前記右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲ及び左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬは、
ＳＰｒＲ＝ＳＰＲ／Ｇ
ＳＰｒＬ＝ＳＰＬ／Ｇ
によって求められる
ことを特徴とする請求項２に記載の路面摩擦係数の推定方法。
【請求項４】
所定の計測時間におけるｎ回のサンプリングによる平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖ及び平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖは、
サンプリング回数がｎの場合の、右駆動輪スリップ率をＳＰＲ（ｎ）、左駆動輪スリップ率をＳＰＬ（ｎ）、及び車体加速度をＧ（ｎ）としたとき、
ＳＰｒＲａｖ＝Σ（ＳＰＲ（ｎ）／Ｇ（ｎ））／ｎ
ＳＰｒＬａｖ＝Σ（ＳＰＬ（ｎ）／Ｇ（ｎ））／ｎ
によって求められることを特徴とする請求項３に記載の路面摩擦係数の推定方法。
【請求項５】
道路の左右における路面摩擦係数の相違を判定するスプリット判定は、
｜ＳＰｒＲａｖ−ＳＰｒＬａｖ｜＞スプリット閾値
によって行われることを特徴とする請求項４に記載の路面摩擦係数の推定方法。
【請求項６】
第１の閾値＜第２の閾値としたとき、
前記右駆動輪及び前記左駆動輪における高・路面摩擦係数の推定は、
｜ＳＰｒＲａｖ｜≦第１の閾値
｜ＳＰｒＬａｖ｜≦第１の閾値
によって行われ、
前記右駆動輪及び前記左駆動輪における中・路面摩擦係数の推定は、
第１の閾値＜｜ＳＰｒＲａｖ｜≦第２の閾値
第１の閾値＜｜ＳＰｒＬａｖ｜≦第２の閾値
によって行われ、
前記右駆動輪及び前記左駆動輪における低・路面摩擦係数の推定は、
｜ＳＰｒＲａｖ｜＞第２の閾値
｜ＳＰｒＬａｖ｜＞第２の閾値
によって行われることを特徴とする請求項５に記載の路面摩擦係数の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四輪車両の走行時における路面摩擦係数の推定方法に関し、特に、走行しながらタイヤの空気圧低下を検知するときの補正値として用いられる路面摩擦係数の推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ブレーキロック防止システム（ＡＢＳ：Ａｎｔｉ−ｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の車輪速センサが検出する各車輪の回転速度の和又は差によってタイヤの空気圧低下を検知することができるタイヤ空気圧検知装置が知られている。この技術は、空気圧の低下した車輪はタイヤの径が小さくなるので他の車輪より早く回転するという現象を利用してタイヤの空気圧低下を検知するものである。このようなタイヤ空気圧検知装置によれば、各車輪に備えられた車輪速センサから得られる回転速度の和又は差分を算出することによって、走行しながらタイヤの空気圧低下を検知することが可能である。
【０００３】
ところで、乾燥した舗装道路や雪道といった路面状態によって路面摩擦係数（以下、必要に応じて路面ミュー（μ）という）が異なるので、当然のことながら、四輪車両（以下、単に車両という）における各車輪のスリップ率が変化する。このため、各車輪の回転速度（以下、車輪速度という）が異なってくる。そこで、タイヤの空気圧低下を検知する場合には、車両の走行時における路面ミューを推定して各車輪のスリップによる誤検知を防止している。例えば、車両に搭載された加速度センサが検知した加速度の最大値に所定の係数を掛けた値を路面ミューとして使用し、タイヤの空気圧低下を検知する場合の補正値として利用している。つまり、このときの路面ミューは、車両の横加速度と前後加速度の二乗和の平方根によって求められるので、これを補正値としてタイヤの空気圧低下を検知している。さらに、詳しく述べれば、このようにして求められた路面ミューを重み付けして、スリップによる車輪速度の変化分を排除するようにスリップ条件を考慮することによって、タイヤの空気圧低下を高精度に検知している。
【０００４】
また、後記の特許文献１には、車体前後加速度及び推定車体前後加速度の偏差と車体横加速度及び推定車体横加速度の偏差に基づいて路面ミューを求める技術が開示されている。この技術は、タイヤのスリップ率から路面ミューを求めるのではなく、車体の前後方向と横方向に対して、加速度センサが検出した検出加速度と推定加速度とを比較して、その偏差に応じて路面ミューを高精度に求めるものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−１１８５５４号公報（段落番号０００４〜０００６など）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同一の道路であっても路面状態が左右で不均一なために道路の左右で路面ミューが異なる場合がある。例えば、片側の車輪が乾燥路面に位置し、もう片側の車輪が雪道の上に位置するような場合がある。このような場合、前記従来の技術では左右の路面を別々の路面ミューとして算出することができないので、同一の路面ミューを左右の車輪速度の補正値として使用してタイヤの空気圧低下を検知することになる。しかし、実際には、道路の左右で路面ミューが異なる場合には、右車輪のスリップ率と左車輪のスリップ率が異なるために左右の車輪で速度差が発生して直進判定ができなくなり、結果的には、タイヤの空気圧低下を正確に検知することができなくなってしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、道路の左右で路面状態が異なっているスプリット路においても、左右それぞれの車輪ごとに個別の路面ミューを推定することができるような路面摩擦係数の推定方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明における路面摩擦係数の推定方法（請求項１）は、四輪車両の走行時における路面の摩擦係数を推定する路面摩擦係数の推定方法であって、四輪車両の車体速度を測定し、この車体速度を微分して車体加速度を算出する手順と、左右駆動輪のそれぞれの車輪速度と車体速度との差分によって、左右駆動輪のそれぞれのスリップ率を算出する手順と、車体加速度に対するそれぞれのスリップ率の比率をスリップ比とし、これらのスリップ比の勾配の大きさから左右駆動輪のそれぞれの路面摩擦係数を推定する手順とを含むことを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明における路面摩擦係数の推定方法によれば、車体速度と左右駆動輪のそれぞれの車輪速度との差から、左右駆動輪のスリップ率を個別に算出している。これによって、車体加速度に対するスリップ率の勾配であるスリップ比を右駆動輪及び左駆動輪ごとに個別に求めることができる。よって、右駆動輪のスリップ比から右駆動輪の路面摩擦係数を推定することができると共に、左駆動輪のスリップ比から左駆動輪の路面摩擦係数を推定することができる。これにより、左右で路面状態の異なるスプリット道路であっても、右駆動輪の車輪速度及び左駆動輪の車輪速度に対して個別のスリップ率補正値によって重み付けを行うことができるので、スリップ条件を排除して正確にタイヤの空気圧検知などを行うことができる。
【００１０】
また、本発明における路面摩擦係数の推定方法（請求項２）は、四輪車両の走行時における路面の摩擦係数を推定する路面摩擦係数の推定方法であって、四輪車両の車体速度を測定し、この車体速度を微分して車体加速度を算出する手順と、右駆動輪速度と車体速度との差分によって右駆動輪スリップ率を算出すると共に、左駆動輪速度と車体速度との差分によって左駆動輪スリップ率を算出する手順と、車体加速度に対する右駆動輪スリップ率の比率を右駆動輪スリップ比とすると共に、車体加速度に対する左駆動輪スリップ率の比率を左駆動輪スリップ比とし、右駆動輪スリップ比の勾配の大きさから右駆動輪の路面摩擦係数を推定し、左駆動輪スリップ比の勾配の大きさから左駆動輪の路面摩擦係数を推定する手順とを含むことを特徴とする。
【００１１】
すなわち、本発明における路面摩擦係数の推定方法によれば、右駆動輪速度と車体速度との差から右駆動輪スリップ率を算出し、左駆動輪速度と車体速度との差から左駆動輪スリップ率を算出している。これによって、車体加速度に対する右駆動輪スリップ率の勾配（つまり、右駆動輪スリップ比）、及び車体加速度に対する左駆動輪スリップ率の勾配（つまり、左駆動輪スリップ比）を各々個別に求めることができる。よって、右駆動輪スリップ比の大きさから右駆動輪の路面摩擦係数を推定することができると共に、左駆動輪スリップ比の大きさから左駆動輪の路面摩擦係数を推定することができる。これにより、左右で路面状態の異なるスプリット道路であっても、右駆動輪速度と左駆動輪速度に対して個別のスリップ率補正値によって重み付けを行うことができる。
【００１２】
また、本発明における路面摩擦係数の推定方法（請求項３）は、右駆動輪速度をＶＲ、左駆動輪速度をＶＬ、車体速度をＶＶとしたとき、右駆動輪スリップ率ＳＰＲ及び左駆動輪スリップ率ＳＰＬは、
ＳＰＲ＝〔（ＶＲ−ＶＶ）／ＶＶ〕
ＳＰＬ＝〔（ＶＬ−ＶＶ）／ＶＶ〕
によって求められ、
車体加速度をＧとしたとき、右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲ及び左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬは、
ＳＰｒＲ＝ＳＰＲ／Ｇ
ＳＰｒＬ＝ＳＰＬ／Ｇ
によって求められることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、本発明における路面摩擦係数の推定方法によれば、車体加速度Ｇは車体速度ＶＶを微分した値に所定の係数を掛けて求めることができる。したがって、右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲや左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬは前記の各式から簡単に求めることができる。このようにして求められた右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲや左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬが複数の閾値の何れより大きいか（又は小さいか）によって、右駆動輪の路面摩擦係数及び左駆動輪の路面摩擦係数がそれぞれどの程度の大きさであるかを簡単に推定することができる。
【００１４】
また、本発明における路面摩擦係数の推定方法（請求項４）は、所定の計測時間におけるｎ回のサンプリングによる平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖ及び平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖは、サンプリング回数がｎの場合の、右駆動輪スリップ率をＳＰＲ（ｎ）、左駆動輪スリップ率をＳＰＬ（ｎ）、及び車体加速度をＧ（ｎ）としたとき、
ＳＰｒＲａｖ＝Σ（ＳＰＲ（ｎ）／Ｇ（ｎ））／ｎ
ＳＰｒＬａｖ＝Σ（ＳＰＬ（ｎ）／Ｇ（ｎ））／ｎ
によって求められることを特徴とする。
【００１５】
すなわち、本発明における路面摩擦係数の推定方法によれば、右駆動輪速度ＶＲ及び左駆動輪速度ＶＬを例えば１００ｍｓ毎にサンプリングし、所定の計測時間内でｎ回のサンプリングを行って平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖ及び平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖを求めている。これにより、走行時に瞬間的に発生する路面の変動要素を排除して、一定区間における路面の平均的なスリップ条件を検出して路面摩擦係数を推定することができる。
【００１６】
また、本発明における路面摩擦係数の推定方法（請求項５）では、道路の左右における路面摩擦係数の相違を判定するスプリット判定は、｜ＳＰｒＲａｖ−ＳＰｒＬａｖ｜＞スプリット閾値、の演算によって行われることを特徴とする。
【００１７】
すなわち、本発明における路面摩擦係数の推定方法によれば、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖと平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖとの偏差がスプリット閾値より大きければ、道路の左右における路面摩擦係数が異なったスプリット路であると判定することができる。
【００１８】
また、本発明における路面摩擦係数の推定方法（請求項６）では、第１の閾値＜第２の閾値としたとき、右駆動輪及び左駆動輪における高・路面摩擦係数の推定は、
｜ＳＰｒＲａｖ｜≦第１の閾値
｜ＳＰｒＬａｖ｜≦第１の閾値
によって行われ、
右駆動輪及び左駆動輪における中・路面摩擦係数の推定は、
第１の閾値＜｜ＳＰｒＲａｖ｜≦第２の閾値
第１の閾値＜｜ＳＰｒＬａｖ｜≦第２の閾値
によって行われ、
右駆動輪及び左駆動輪における低・路面摩擦係数の推定は、
｜ＳＰｒＲａｖ｜＞第２の閾値
｜ＳＰｒＬａｖ｜＞第２の閾値
によって行われることを特徴とする。
【００１９】
すなわち、本発明における路面摩擦係数の推定方法によれば、低いレベルの第１の閾値と高いレベルの第２の閾値からなる２つの閾値を設けておき、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖ及び平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖのそれぞれが、２つの閾値の間の何れの領域にあるかによって、右駆動輪及び左駆動輪の路面摩擦係数が、低い／中ぐらい／高い、を推定することができる。このようにして、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖ及び平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖを個別に各閾値と比較することにより、右駆動輪及び左駆動輪のスリップ条件を求めることができる。すなわち、路面の左右で個別に路面摩擦係数を算出することができるので、左右駆動輪の車輪速度を個別の補正値で補正してタイヤの空気圧低下を検知することができる。これにより、右駆動輪のスリップ率と左駆動輪のスリップ率の相違による左右輪の速度差を排除して直進判定を行うことができるので、結果的には、タイヤの空気圧低下を正確に検知することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施形態における路面摩擦係数の推定方法の概要について説明する。本実施形態では、第１の手順として、左右の従動輪の車輪速度の平均値を車体速度とし、この車体速度を微分して車体加速度を算出する。そして、第２の手順として、車両における各駆動輪の車輪速度と車体速度との差分から左右の駆動輪それぞれのスリップ率を算出する。さらに、第３の手順として、前記で算出した車体加速度に対する左右の駆動輪それぞれのスリップ率の勾配を求め、その勾配の大きさから左右の駆動輪それぞれの路面摩擦係数を推定する。そして、このようにして推定された路面ミューを、タイヤの空気圧低下判定時に、タイヤ径比の重み付けに利用する。
【００２１】
以下、図面を用いて、本実施形態における路面摩擦係数の推定方法を詳細に説明する。図１は、本実施形態における路面摩擦係数の推定方法を説明するための背景となるタイヤ空気圧検知装置を搭載した車両のシステム構成図である。図１に示すように、車両Ｃは、ＦＲＯＮＴ（前）を上部にして、前輪右車輪ＦＲ、前輪左車輪ＦＬ、後輪右車輪ＲＲ、及び後輪左車輪ＲＬの４つの車輪を有する四輪車両である。また、各車輪にはそれぞれ対応した車輪速センサＳ（ＳＦＲ，ＳＦＬ，ＳＲＲ，ＳＲＬ）が備えられている。これらの４個の車輪速センサＳはＡＢＳ用に設けられたセンサであるが、ＡＢＳは周知の技術であるのでその説明は省略する。なお、以下の説明では、後輪右車輪ＲＲと後輪左車輪ＲＬを駆動輪とする。また、各符号に添えられるＦＲは前輪右車輪、ＦＬは前輪左車輪、ＲＲは後輪右車輪、ＲＬは後輪左車輪を示す添字としての意味を有しているものとする。
【００２２】
各車輪速センサＳ（ＳＦＲ，ＳＦＬ，ＳＲＲ，ＳＲＬ）は、例えば、ホール素子などを用いて車輪速パルスを生成する一般的なセンサであり、それぞれ対応する車輪の車輪速パルスを、前輪右車輪速度ＶＦＲ、前輪左車輪速度ＶＦＬ、後輪右車輪速度ＶＲＲ、及び後輪左車輪速度ＶＲＬとして検出して空気圧検知装置１へ送信している。各車輪速センサＳが生成して空気圧検知装置１へ送信する車輪速パルスは、車輪速度が早くなるほど単位時間当たりのパルス数が多くなり、車輪速度が遅くなるほど単位時間当たりのパルス数が少なくなる。一般的には、この車輪速パルスに基づいて車輪速度や車体速度を測定するが、車輪速パルスから得られる車輪速度は、タイヤの空気圧が低いほど輪径（タイヤの径）が小さくなるために速くなる。前記のようにＡＢＳを搭載した車両Ｃは、通常、各車輪に前記のような車輪速センサＳを有しているので、本実施形態に適用されるタイヤの空気圧検知装置ではこれらの車輪速センサＳを流用している。
【００２３】
次に、図１に示す空気圧検知装置１の概要について説明する。図２は、図１に示す空気圧検知装置の構成を示すブロック図である。空気圧検知装置１は、直進判定部２、重み算出部３、タイヤ径比算出部４、及び空気圧低下検知部５を備えた構成となっている。
【００２４】
直進判定部２は、各車輪の車輪速度（ＶＦＲ，ＶＦＬ，ＶＲＲ，ＶＲＬ）から求めたヨーレートに基づいて車両の直進判定を行う機能を有している。尚、ヨーレートとは車両が左右に向きを変える動きの速度であるが、ここでは、前輪ヨーレートは前輪の左右輪の速度差に基づいて求めた値、後輪ヨーレートは後輪の左右輪の速度差に基づいて求めた値とする。重み算出部３は、直進判定部２が判定した直進走行の程度に応じた重みを算出する機能を有している。具体的には、重みの値が“１”に近いほど直進走行の状態であって、“０”に近いほど旋回又は停止の状態にあるような傾向にある重みを算出する。
【００２５】
タイヤ径比算出部４は、各車輪の車輪速度（ＶＦＲ，ＶＦＬ，ＶＲＲ，ＶＲＬ）と車両Ｃの車体速度ＶＶと重み算出部３が算出した重みとに基づいてタイヤ径比を算出する機能を有している。すなわち、タイヤ径比算出部４は、前輪左右輪の回転速度差と後輪左右輪の回転速度差の偏差を車体速度で除算してタイヤ径比を算出する。このとき、重み算出部３が算出した重みの値に基づいて重み付けをして移動平均によりタイヤ径比を算出する。空気圧低下検知部５は、タイヤ径比算出部４が算出したタイヤ径比の絶対値が所定の閾値より大きいときにタイヤの空気圧低下を検知する機能を有している。
【００２６】
次に、図２に示す空気圧検知装置１の動作について概略説明する。直進判定部２は、前輪右車輪速度ＶＦＲ、前輪左車輪速度ＶＦＬ、後輪右車輪速度ＶＲＲ、及び後輪左車輪速度ＶＲＬを入力し、各車輪の車輪速度（ＶＦＲ，ＶＦＬ，ＶＲＲ，ＶＲＬ）から求めた前輪ヨーレート及び後輪ヨーレートに基づいて車両の直進判定を行う。そして、重み算出部３が、左右の駆動輪のそれぞれにおけるスリップ率の変動条件などに基づいて、直進判定部２が判定した直進走行の程度を補正するための重みを算出する。すなわち、重みの値が“１”に近いほど直進走行の状態であって、“０”に近いほど旋回又は停止の状態にあるような傾向にある重みを算出する。言い換えれば、スリップ率が小さいほど重みを“１”に近づけ、スリップ率が大きいほど重みを“０”に近づけるような重み付けをして、スリップ条件による車輪速度の変動要素を排除している。
【００２７】
そして、タイヤ径比算出部４が、各車輪の車輪速度（ＶＦＲ，ＶＦＬ，ＶＲＲ，ＶＲＬ）に基づいて前輪左右輪速度差と後輪左右輪速度差を求め、前輪左右輪速度差と後輪左右輪速度差の差分を車体速度ＶＶで除算してタイヤ径比を算出する。さらに、タイヤ径比算出部４は、このタイヤ径比に対して重み算出部３が算出した重みを掛け、スリップ条件による変動要素を排除し、移動平均によりタイヤ径比を求める。そして、空気圧低下検知部５が、タイヤ径比算出部４の求めたタイヤ径比が所定の閾値より大きいときにタイヤの空気圧低下が発生していると判定する。
【００２８】
次に、前記の重み算出部３がスリップ率の重み付けを行うときに用いる路面摩擦係数の推定方法について説明する。図３は、路面状態が異なる場合のタイヤのスリップ率と車体加速度の関係を示す特性図である。横軸のスリップ率ＳＰは、実際には右駆動輪スリップ率ＳＰＲと左駆動輪スリップ率ＳＰＬとに分けられているが、この図では、スリップ率ＳＰと車体加速度Ｇとの関係を概念的に説明するために単にスリップ率ＳＰとして表わしてある。なお、右駆動輪スリップ率ＳＰＲ及び左駆動輪スリップ率ＳＰＬは、右駆動輪速度ＶＲと左駆動輪速度ＶＬと車体速度ＶＶとによってそれぞれ次の式（１）及び式（２）のように求められる。
ＳＰＲ＝〔（ＶＲ−ＶＶ）／ＶＶ〕              …（１）
ＳＰＬ＝〔（ＶＬ−ＶＶ）／ＶＶ〕              …（２）
【００２９】
また、縦軸の車体加速度Ｇは、車体速度ＶＶの微分値に所定の係数を掛けたものであって、概念的には車体の駆動力に相当する値である。なお、本実施形態での車体速度ＶＶは、前輪右車輪速度ＶＦＲと前輪左速度ＶＦＬの平均値であって、次の式（３）のように求められる。
ＶＶ＝（ＶＦＲ＋ＶＦＬ）／２                              …（３）
【００３０】
図３の特性図から分かるように、雪道のときは、スリップ率ＳＰに対して車体加速度Ｇ（つまり、駆動力）の増加の勾配は緩やかであって、車体加速度Ｇの最大値は比較的低い値を示している。これは、タイヤと路面とのスリップによって大きな駆動力が得られないことを意味している。したがって、このような道路はスリップしやすい道路であるので低・路面摩擦係数路（以下、低ミュー路）という。一方、ドライ状態の舗装道路のような乾燥道路は、スリップ率ＳＰに対して車体加速度Ｇ（つまり、駆動力）の増加の勾配は急峻であって、車体加速度Ｇの最大値は比較的高い値を示している。これは、タイヤと路面とのスリップがなくて大きな駆動力が得られることを意味している。したがって、このような道路はスリップしにくい道路であるので高・路面摩擦係数路（以下、高ミュー路）という。尚、図３の特性図において、第１象現の特性は車両の加速時における特性を示し、第３象現の特性は車両の減速時における特性を示しているが、これはスリップ率がプラスであるかマイナスであるかの違いがあるだけであり、何れの象現の場合も物理的なスリップ現象は同じであるので第３象現の特性については省略してある。
【００３１】
次に、後輪を駆動輪とした場合における路面摩擦係数の推定方法について説明する。右駆動輪スリップ率ＳＰＲは後輪右車輪速度ＶＲＲと車体速度ＶＶとに基づいて次の式（４）のように求められ、左駆動輪スリップ率ＳＰＬは後輪左車輪速度ＶＲＬと車体速度ＶＶとに基づいて次の式（５）のように求められる。
ＳＰＲ＝〔（ＶＲＲ−ＶＶ）／ＶＶ〕              …（４）
ＳＰＬ＝〔（ＶＲＬ−ＶＶ）／ＶＶ〕              …（５）
なお、車体速度ＶＶは、前輪右車輪速度ＶＦＲと前輪左車輪速度ＶＦＬの平均値として次の式（６）のように求められる。
ＶＶ＝（ＶＦＲ＋ＶＦＬ）／２                            …（６）
【００３２】
次に、車体加速度Ｇは、基本的には、車体速度ＶＶを微分した値に所定の係数を掛けて求めるが、実際には、所定の計測時間Ｔにおける各サンプリング時間の前後の車体速度差をそれぞれの間の時間で微分して求める。すなわち、サンプリング回数がｎのときの車体速度をＶＶ（ｎ）、サンプリング回数が（ｎ−１）のときの車体速度をＶＶ（ｎ−１）とすると、サンプリング回数がｎのときの車体速度差ＤＶＶ（ｎ）は次の式（７）のようになる。
ＤＶＶ（ｎ）＝ＶＶ（ｎ）−ＶＶ（ｎ−１）                …（７）
【００３３】
したがって、サンプリング回数がｎのときの車体加速度Ｇ（ｎ）は、サンプリング回数が（ｎ−１）のときの車体加速度をＧ（ｎ−１）、微分係数をＦＫ、所定の係数をＫとしたとき、次の式（８）のようにして求める。
Ｇ（ｎ）＝Ｋ×ＤＶＶ（ｎ）×ＦＫ＋Ｇ（ｎ−１）×（１−ＦＫ）  …（８）
【００３４】
ここで、路面ミューを推定するためのパラメータとして、車体加速度Ｇに対するスリップ率ＳＰの勾配をスリップ比ＳＰｒとして用いる。図４は、車体加速度に対するスリップ率の比率を示すスリップ比の特性である。この図４において、スリップ比ＳＰｒは、図３に示す横軸のスリップ率ＳＰと縦軸の車体加速度Ｇを入れ替え、横軸を車体加速度Ｇ、縦軸をスリップ率ＳＰとしている。これは、車体加速度Ｇに対するスリップ率ＳＰの勾配をスリップ比ＳＰｒとしているためである。図４から明らかなように、高ミュー路（つまり、高・路面摩擦係数路）は車体加速度Ｇに対するスリップ率ＳＰの勾配が小さいのでスリップ比ＳＰｒが小さく、低ミュー路（つまり、低・路面摩擦係数路）は車体加速度Ｇに対するスリップ率ＳＰの勾配が大きいのでスリップ比ＳＰｒが大きい。
【００３５】
本実施形態では、所定の計測時間Ｔにおけるｎ回のサンプリングの平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖと平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖをそれぞれ式（９）及び式（１０）のように求める。
ＳＰｒＲａｖ＝Σ（ＳＰＲ（ｎ）／Ｇ（ｎ））／ｎ        …（９）
ＳＰｒＬａｖ＝Σ（ＳＰＬ（ｎ）／Ｇ（ｎ））／ｎ        …（１０）
なお、ＳＰＲ（ｎ）及びＳＰＬ（ｎ）はサンプリング回数がｎのときの右駆動輪スリップ率及び左駆動輪スリップ率であり、Ｇ（ｎ）はサンプリング回数がｎのときの車体加速度であり、Σはサンプリング回数がｎ＝１からｎまでの加算値を意味する。
【００３６】
次に、道路の左右で路面状態が異なるか否かを判定する（つまり、道路の左右でスリップ比が異なるか否かを判定する）、いわゆるスプリット判定を行うために、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖと平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖとの偏差がスプリット閾値より大きいか否かを判定して、道路がスプリット路であるか否かを判断する。すなわち、後記の式（１１）によってスプリット判定を行う。
｜ＳＰｒＲａｖ−ＳＰｒＬａｖ｜＞スプリット閾値      …（１１）
【００３７】
式（１１）によって、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖと平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖとの偏差がスプリット閾値より大きくてスプリット路であると判定された場合は、左右の駆動輪ごとに路面ミュー（すなわち、路面摩擦係数）の推定を行う。ここで、路面ミューを推定する場合は、路面摩擦係数が高い（つまり、スリップ率の低い）高ミューと、路面摩擦係数が中程度の（つまり、スリップ率が中程度の）中ミューと、路面摩擦係数が低い（つまり、スリップ率の高い）低ミューとに分けて路面ミューの推定を行う。
【００３８】
右駆動輪における高ミューの推定は次の式（１２）によって行い、左駆動輪における高ミューの推定は次の（１３）によって行う。
｜ＳＰｒＲａｖ｜≦第１の閾値                              （１２）
｜ＳＰｒＬａｖ｜≦第１の閾値                              （１３）
【００３９】
また、右駆動輪における中ミューの推定は次の式（１４）によって行い、左駆動輪における中ミューの推定は次の式（１５）によって行う。
第１の閾値＜｜ＳＰｒＲａｖ｜≦第２の閾値                  （１４）
第１の閾値＜｜ＳＰｒＬａｖ｜≦第２の閾値                  （１５）
【００４０】
さらに、右駆動輪における低ミューの推定は次の式（１６）によって行い、左駆動輪における低ミューの推定は次の式（１７）によって行う。
｜ＳＰｒＲａｖ｜＞第２の閾値                              （１６）
｜ＳＰｒＬａｖ｜＞第２の閾値                              （１７）
【００４１】
すなわち、図４に示すように、車体加速度Ｇに対するスリップ率ＳＰの勾配である平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖ及び平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖが第１の閾値（高ミュー閾値）より小さい場合は、右駆動輪及び左駆動輪は高ミュー領域にあると推定される。また、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖ及び平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖの勾配が第１の閾値（高ミュー閾値）と第２の閾値（中ミュー閾値）との間にある場合は、右駆動輪及び左駆動輪は中ミュー領域にあると推定される。さらに、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖ及び平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖの勾配が第２の閾値（中ミュー閾値）より大きい場合は、右駆動輪及び左駆動輪は低ミュー領域にあると推定される。
【００４２】
このようにして、右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖ及び平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖを個別に各閾値で比較することにより、右駆動輪（つまり、後輪右車輪ＲＲ）と左駆動輪（つまり、後輪左車輪ＲＬ）とを別々に分けてスリップ条件を求めることができる。すなわち、左右の路面を別々の路面ミューとして算出することができるので、左右の駆動輪の車輪速度を個別の補正値で補正してタイヤの空気圧低下を検知することができる。これによって、右車輪のスリップ率と左車輪のスリップ率の相違による左右輪の速度差を排除して直進判定を行うことができるので、結果的には、タイヤの空気圧低下を正確に検知することができる。
【００４３】
次に、フローチャートを用いて路面ミューを推定する処理の流れを説明する。図５は、本発明における路面摩擦係数の推定方法を実現するための処理の流れを示すフローチャートである。したがって、図５のフローチャートに基づいて路面摩擦係数を推定する処理の流れを説明する。なお、ＶＲＲ、ＳＰＲなどといったデータや数式における変数は、適宜図面や該当数式を参照するものとする。
【００４４】
まず、従動輪である前輪右車輪速度ＶＦＲ及び前輪左車輪速度ＶＦＬを取得してこれらの平均値から車体速度ＶＶを求めると共に、後輪右車輪ＲＲの右駆動輪スリップ率ＳＰＲを算出する（ステップＳ１）。同様にして、後輪左車輪ＲＬの左駆動輪スリップ率ＳＰＬを算出する（ステップＳ２）さらに、車体速度ＶＶを微分して車体加速度Ｇを算出する（ステップＳ３）。次に、直進走行の安定状態を判別するための係数を演算する（ステップＳ４）。そして、演算結果の係数に基づいて、車両が安定した直進走行状態にあるか否かを判定する。つまり、直進走行の安定条件は成立しているか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、直進走行の安定条件が成立していない場合は（ステップＳ５でＮｏの場合）、車両は直進状態にないので、安定時間カウンタをクリアして路面ミューを推定する処理を終了する（ステップＳ６）。
【００４５】
一方、ステップＳ５で直進走行の安定条件が成立している場合は（ステップＳ５でＹｅｓの場合）、右駆動輪スリップ率ＳＰＲ÷車体加速度Ｇの演算を実行して１サンプリングデータの右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲを求める（ステップＳ７）。同様にして、左駆動輪スリップ率ＳＰＬ÷車体加速度Ｇの演算を実行して１サンプリングデータの左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬを求める（ステップＳ８）。さらに、各サンプリングデータで演算した右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲを加算して右駆動輪スリップ比加算値ΣＳＰｒＲを算出する（ステップＳ９）。同様にして、各サンプリングデータで演算した左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬを加算して左駆動輪スリップ比加算値ΣＳＰｒＬを算出する（ステップＳ１０）。
【００４６】
そして、前記の演算回数が規定のサンプリング回数ｎに達したか否かを判断する（ステップＳ１１）。ここで、演算回数が規定値に達していないときは（ステップＳ１１でＮｏの場合）、演算回数のカウンタを１カウントアップして（ステップＳ１２）、ステップＳ７に戻り、前記と同様に各サンプリングデータのスリップ比演算を行って加算する処理を繰り返す。
【００４７】
一方、ステップＳ１１で演算回数が規定値に達していれば（ステップＳ１１でＹｅｓの場合）、右駆動輪スリップ比加算値ΣＳＰｒＲを規定のサンプリング回数ｎで除算して、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖを算出する（ステップＳ１３）。同様にして、左駆動輪スリップ比加算値ΣＳＰｒＬを規定のサンプリング回数ｎで除算して平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖを算出する（ステップＳ１４）。
【００４８】
さらに、左右の駆動輪における平均駆動輪スリップ比の左右差を算出する。すなわち、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖと平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖの偏差を算出する（ステップＳ１５）。そして、路面ミューの左右差を示すスプリットの有無を判断するために、平均駆動輪スリップ比の左右差がスプリット比閾値を超えているか否かを判定する。つまり、｜ＳＰｒＲａｖ−ＳＰｒＬａｖ｜＞スリップ比閾値、か否かを判定する（ステップＳ１６）。ここで、平均駆動輪スリップ比の左右差がスリップ比閾値を超えている場合は（ステップＳ１６でＹｅｓの場合）、スプリットフラグに“１”をセットする（ステップＳ１７）。これによって、その道路はスプリット路であると判断することができる。一方、平均駆動輪スリップ比の左右差がスリップ比閾値を超えていない場合は（ステップＳ１６でＮｏの場合）、スプリットフラグに“０”をセットする。すなわち、スプリットフラグをリセットする（ステップＳ１８）。これによって、その道路はスプリット路ではないと判断することができる。
【００４９】
次に、左右の路面における路面ミューの大きさを推定するために、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖが高ミュー閾値（第１の閾値）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。ここで、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖが高ミュー閾値以下の場合は（ステップＳ１９でＹｅｓの場合）、右駆動輪を特定する高ミューフラグに“１”をセットする。これによって、右駆動輪は高ミューのスリップ条件にあることを推定することができる。すなわち、右駆動輪である後輪右車輪ＲＲは、路面摩擦係数が高い（スリップ率が低い）スリップ条件にあることを推定することができる（ステップＳ２０）。
【００５０】
また、ステップＳ１９で、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖが高ミュー閾値以下でない場合は、つまり、高ミュー閾値以上の場合は（ステップＳ１９でＮｏの場合）、右駆動輪を特定する高ミューフラグに“０”をセットする。すなわち、右駆動輪を特定する高ミューフラグをリセットする（ステップＳ２１）。そして、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖが中ミュー閾値（第２の閾値）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。ここで、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖが中ミュー閾値以下であれば（ステップＳ２２でＹｅｓの場合）、右駆動輪を特定する中ミューフラグに“１”をセットする。これによって、右駆動輪は中ミューのスリップ条件にあることを推定することができる。すなわち、この推定方法では、右駆動輪である後輪右車輪ＲＲは、路面摩擦係数が中程度（スリップ率が中程度）のスリップ条件にあることを推定することができる（ステップＳ２３）。
【００５１】
一方、ステップＳ２２で、平均右駆動輪スリップ比ＳＰｒＲａｖが中ミュー閾値以上であれば（ステップＳ２２でＮｏの場合）、右駆動輪を特定する中ミューフラグに“０”をセットし、つまり、中ミューフラグをリセットし（ステップＳ２４）、右駆動輪を特定する低ミューフラグに“１”をセットする。これによって、右駆動輪は低ミューのスリップ条件にあることを推定することができる。すなわち、右駆動輪である後輪右車輪ＲＲは、路面摩擦係数が低い（つまり、スリップ率が高い）スリップ条件にあることを推定することができる（ステップＳ２５）。
【００５２】
次に、平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖが高ミュー閾値（第１の閾値）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。ここで、平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖが高ミュー閾値以下の場合は（ステップＳ２６でＹｅｓの場合）、左駆動輪を特定する高ミューフラグに“１”をセットする。これによって、左駆動輪は高ミューのスリップ条件にあることを推定することができる。すなわち、左駆動輪である後輪左車輪ＲＬは、路面摩擦係数が高い（スリップ率が低い）スリップ条件にあることを推定することができる（ステップＳ２７）。
【００５３】
また、ステップＳ２６で、平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖが高ミュー閾値以下でない場合、つまり、高ミュー閾値以上の場合は（ステップＳ２６でＮｏの場合）、左駆動輪を特定する高ミューフラグに“０”をセットする。すなわち、左駆動輪を特定する高ミューフラグをリセットする（ステップＳ２８）。そして、平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖが中ミュー閾値（第２の閾値）以下か否かを判定する（ステップＳ２９）。ここで、平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖが中ミュー閾値以下であれば（ステップＳ２９でＹｅｓの場合）、左駆動輪を特定する中ミューフラグに“１”をセットする。これによって、左駆動輪は中ミューのスリップ条件にあることを推定することができる。すなわち、この推定方法では、左駆動輪である後輪左車輪ＲＬは、路面摩擦係数が中程度（スリップ率が中程度）のスリップ条件にあることを推定することができる（ステップＳ３０）。
【００５４】
一方、ステップＳ２９で、平均左駆動輪スリップ比ＳＰｒＬａｖが中ミュー閾値以上であれば（ステップＳ２９でＮｏの場合）、左駆動輪を特定する中ミューフラグに“０”をセットし、つまり、中ミューフラグをリセットし（ステップＳ３１）、左駆動輪を特定する低ミューフラグに“１”をセットする。これによって、左駆動輪は低ミューのスリップ条件にあることを推定することができる。すなわち、左駆動輪である後輪左車輪ＲＬは、路面摩擦係数が低い（スリップ率が高い）スリップ条件にあることを推定することができる（ステップＳ３２）。このようにして、右駆動輪と左駆動輪のそれぞれが高ミューの状態にあるのか、中ミューの状態にあるのか、あるいは低ミューの状態にあるのかを推定することができる。
【００５５】
以上述べた実施の形態は、本発明を説明するための一例であり、本発明は、前記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が可能である。前記の実施の形態では、推定された路面摩擦係数を直進判定の重み付けに利用する場合を想定して説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明の方法によって推定された道路の左右の路面摩擦係数を走行時の操舵機構に応用すれば、スプリット路における安全走行に大いに寄与することができる。または、推定された左右の路面摩擦係数をスリップ率の大きさとして警報を発するために利用することもできる。また、車体速度も従動輪の平均ではなく、従動輪のハイサイド（高い値）或いはローサイド（低い値）とすることができる。また、駆動輪及び従動輪の平均とすることができる。また、車体速度を、前輪の車輪速度の変化のパターンと後輪の車輪速度の変化のパターンの時間的な位相差と、車両のホイールベースの長さとから算出した車体速度（本願出願人の特願２００２−３０８３０２に記載された車体速度）とすることもできる。また、車輪速センサを用いないで測定した車体速とすることもできる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における路面摩擦係数の推定方法によれば、左右の駆動輪それぞれのスリップ率を算出して車体加速度で除算することにより、車体加速度に対するスリップ率の傾きをスリップ比として求めることができる。そして、左右の駆動輪ごとのスリップ比が低閾値より低い高ミュー路であるか、低閾値と高閾値の間にある中ミュー路であるか、高閾値より高い低ミュー路であるかを推定することができる。
【００５７】
これによって、左右の駆動輪ごとの路面摩擦係数の大きさを推定して、それぞれの駆動輪ごとに個別にスリップ条件による重み付けを行うことができるので、高精度に直進判定を行うことができる。したがって、本発明における路面摩擦係数の推定方法によれば、各駆動輪ごとのスリップ条件のバラツキを排除して正確にタイヤの空気圧低下を検知することができる。また、各駆動輪ごとの路面摩擦係数を推定して操舵機構に利用したり警報として利用したりすることによって車両の安全走行に大いに貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における路面摩擦係数の推定方法を説明するための背景となるタイヤ空気圧検知装置を搭載した車両のシステム構成図である。
【図２】図１に示す空気圧検知装置の構成を示すブロック図である。
【図３】路面状態が異なる場合のタイヤのスリップ率と車体加速度の関係を示す特性図である。
【図４】車体加速度に対するスリップ率の比率を示すスリップ比の特性図である。
【図５】本発明における路面摩擦係数の推定方法を実現するための処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  空気圧検知装置
２  直進判定部
３  重み算出部
４  タイヤ径比算出部
５  空気圧低下検知部
ＶＦＲ  前輪右車輪速度
ＶＦＬ  前輪左車輪速度
ＶＲＲ  後輪右車輪速度
ＶＲＬ  後輪左車輪速度
ＳＰ  スリップ率
ＳＰＲ  右駆動輪スリップ率
ＳＰＬ  左駆動輪スリップ率
ＶＶ  車体速度
Ｇ  車体加速度
ＳＰｒＲａｖ  平均右駆動輪スリップ比
ＳＰｒＬａｖ  平均左駆動輪スリップ比
【図１】
2005007972.tif 000003
【図２】
2005007972.tif 000004
【図３】
2005007972.tif 000005
【図４】
2005007972.tif 000006
【図５】
2005007972.tif 000007